刍议变压器中性点经小阻抗接地

林涵

摘 要：对于并联的多组变压器，通常采用一台接地、其它均不接地的运行方式。其优点是系统发生单相接地故障时，中性点的点位近似为零，非故障相的对地电压接近于相电压，这样设备、线路的对地绝缘可以按相电压进行设计，从而降低了造价，节约了投资。其缺点一是由于中性点直接接地系统在单相短路时须断开故障线路，中断对用户的供电，降低了供电可靠性。

关键词：变压器;中性点;接地

目前，国内大部分220kV变压器中性点采用直接接地运行，部分采用非直接接地方式。对于并联的多组变压器，通常采用一台接地、其它均不接地的运行方式。其优点是系统发生单相接地故障时，中性点的点位近似为零，非故障相的对地电压接近于相电压，这样设备、线路的对地绝缘可以按相电压进行设计，从而降低了造价，节约了投资。其缺点一是由于中性点直接接地系统在单相短路时须断开故障线路，中断对用户的供电，降低了供电可靠性，为了克服这一缺点，目前在中性点直接接地系统中，广泛装设了自动合闸装置;二是单相接地短路时的短路电流很大，甚至可能超过三相短路电流的数值;三是由于较大的单相短路电流只在一相回路内通过，将在三相导线周围形成较强的单相磁场，对附近的通信线路产生电磁干扰。

220kV变压器中性点经小电抗接地方式的可使电力系统中性点过电压水平大幅度的降低，限制短路电流，提高供电系统的可靠性和安全性，同时可降低变压器绝缘等级，节约变压器生产成本，具有极大的经济效益。

1.电气制动和变压器中心点经小电阻接地

一是电气制动。当电力系统中发生短路时，发电机输出的有功功率急剧减少，发电机组因功率过剩而加速，如能迅速投入制动电阻，消耗发电机组的有功功率以制动发电机，使发电机不失步，仍能同步运行，从而提高了电力系统的暂态稳定性。运用电气制动提高暂态稳定性时，制动电阻的大小及其投切时间要选择恰当。否则，或者会发生所谓的欠制动，即制动作用过小，发电机仍要失步;或者发生过制动，却制动过大，发电机虽在第一次振荡中没有失步，却在切除故障和切除制动电阻后的第二次振荡中或以后失步了。过制动现象也可用等面积定则解释。因此在考虑某个具体电力系统中如何使用电气制动时，应通过一系列计算，求出不同输送功率下制动电阻的上下限和投切时间，然后选择一个恰当的方案。

二是变压器中性点经小电阻接地。变压器中性点经小电阻接地就是对接地性短路故障的电气制动。短路电流的零序分量通过变压器中性点所接电阻R时，将产生有功功率损耗。在短路靠近送电端时，它主要由送电端发电厂供给;接近受电端时，则主要由受电端系统供给。送电端发电机由于要供给这部分功率损耗，短路时它们的加速度就要减缓，或者说这些电阻中的功率损耗起了制动作用，因而提高了系统的暂态稳定性。因此对于不是无限大容量母线的实际电力系统，一般只在送电端变压器中性点接入小电阻。如果在受电端变压器中性点接小电阻，则由于电阻上的功率消耗，大部分将由受电端发电机负担，使本来处于减速的受电端发电机加重负担，恶化了系统的暂态稳定性。

中性点连接的小电阻和连接三相上的制动电阻不完全相同，它的制动作用因短路点距送、受电短的远近及短路的种类而异。因此在考虑某个具体系统中如何使用这一个措施，也应通过一系列计算方能确定适当的电阻值。

变压器中性点所接的用以提高系统暂态稳定性的小电阻或小电抗的数值很小，若以变压器的额定容量为基准，其电阻或电抗百分数一般不超过百分之几，因此并不改变电力系统中性点工作方式的性质。

2.变压器中性点经小电阻接地的优越性

随着电力系统的不断扩大，电网容量逐步增加，大量变压器中性点如果采用直接接地的方式。在这种系统下发生单相接地故障时，故障相便直接经过大地而形成单相短路。在这种情况下，中性点的点位不发生位移，其对地电压仍保持为零;接地点非故障相对地电压的升高或降低的数值，与电力系统的零序电抗和正序电抗的比值有密切关系。当>时，接地点非故障相对地电压有最大值，可达到正常相的1.25倍。当=时，接地点非故障相对地电压保持不变;当<时，接地点非故障相对地电压低于正常时的相电压。

这种接地方式会使得系统零序电抗大大降低，可能产生大的短路电流。电网中性点接地的目的是为了保证电网稳态运行，继电保护的可靠动作和限制系统过电压，最有效的方法四系统中所有变压器中性点直接接地，并使中性点上出现较高的电压这可能造成下列缺点：

一是发生单相接地时，线路或设备必须立即切除，降低了供电的连续性;

二是由于单相接地短路电流较大，引起电压急剧降低，以致影响系统的稳定;

三是单相接地短路电流讲产生很大的电动力效应及热效应，可能使故障范围扩大和损坏设备;

四是单相接地短路电流可能超过三相短路电流，使高压熔断器的选择必须按照單相短路的条件进行校验，并且由于高压断路器的跳闸次数增多，增大了断路器的维修工作量;

五是单相接地短路电流在导线周围形成较强的单相磁场，使邻近的通信线路和信号装置受到干扰;

为了限制单相接地的短路电流，我国在不超过220kV的系统中，多采用减少中性点接地数目，增大零序电抗的方法。通常在整个系统中仅仅保留2～3个中性点直接接地，其余的中性点不接地。但是应当注意的是，在倒闸操作或事故跳闸之后有可能把系统解列成几个部分，从而使系统的某些部分失去接地的中性点，并使中性点上出现较高的过电压。为了避免出现严重后果，通常在那些不接地的中性点上装设专用避雷器予以保护。

总 结

因此，我们可以考虑将中性点经小阻抗接地，其着眼点是为了增大零序电抗，以限制单相短路电流，并且每台变压器的中性点均经过小阻抗接地。这样即使系统被解列为几个部分，也不会出现有中性点不接地的变压器，因而对主变压器中性点绝缘水平的要求可大大降低。

参考文献

[1] 喻建波;魏淑琼;;重庆市配电网络中性点接地方式技术分析[A];重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集[C];2010年

[2] 陆晓春.变压器状态检修技术方案的可靠性研究.上海电力学院学报.2003